Smau milano 2013 andrea bacchetti

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LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING Ing. Andrea Bacchetti Università di Brescia - Centro di ricerca SCSM Community Inf-Os LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING Stato dell’arte e scenari a tendere.
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    01-Nov-2014
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  • 1. LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING Stato dellarte e scenari a tendere. Ing. Andrea Bacchetti Universit di Brescia - Centro di ricerca SCSM LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING Community Inf-Os
  • 2. AGENDA DIGITAL REVOLUTION ADDITIVE MANUFACTURING LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING LA NOSTRA RICERCA
  • 3. LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE La prima avvenne con la sostituzione della fatica delluomo attraverso luso di macchine (Inghilterra, fine XVIII secolo) La seconda con lavvento della produzione di massa (USA, inizio XX secolo) Third Industrial Revolution now Che la terza sia in corso e sia quella della MANIFATTURA DIGITALE? Parole chiave: Rapidit Trasversalit (settoriale, dimensionale) Flessibilit / Personalizzazione Fonte: Angus Maddison, Statistics on world population, 2008 LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 4. DOVE CERTAMENTE GI IN CORSO La rivoluzione digitale ha gi radicalmente trasformato interi settori di business: FINANZA Bancomat MEDIA Home Banking Sportello LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING IMAGING KODAK, dopo 131 anni di attivit, ha dichiarato la bancarotta. La mancata ristrutturazione (inizio anni 2000) verso il formato digitale ha condotto lazienda a subire il nuovo mercato, invece che (continuare a) essere un protagonista.
  • 5. QUINDI, LECITO CHIEDERSI La rivoluzione digitale ha gi radicalmente trasformato interi settori di business: FINANZA MEDIA E IN CORSO ANCHE LA RIVOLUZIONE DEL MANIFATTURIERO E FORSE NON CE NE STIAMO ACCORGENDO? LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING IMAGING
  • 6. UN PRIMO INDIZIO Da dove arriva lInternet of Things Mobile RTLS RFID IoTs roots can be traced back to the Massachusetts Institute of Technology (MIT), from work at the Auto-ID Center. Founded in 1999, this group was working in the field of networked radio frequency identification (RFID) and emerging sensing technologies. The Internet of Things, Cisco, 2011 LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 7. SE I PRODOTTI SONO INTELLIGENTI Portano le informazioni Raccolgono le informazioni Trasmettono le informazioni Il prodotto porta con s linformazione lungo la supply chain (manuale duso, disegni tecnici, garanzia, ) Il prodotto monitora s stesso e lambiente grazie a tutti i sensori di cui dotato (informazioni ambientali, informazioni dutilizzo) Il prodotto modifica il proprio funzionamento e influenza lambiente circostante (interazione con altri dispositivi) LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 8. LE FABBRICHE DIVENTANO INTELLIGENTI LOGISTICA - Posizionamento materiali e prodotti lungo la filiera - Verifica delle condizioni di trasporto dei prodotti PRODUZIONE - Verifica dei parametri di lavorazione - Monitoraggio dello stato della produzione - Tracciabilit del prodotto nelle filiera LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING SERVICE - Raccolta delle informazioni sulluso dei prodotti - Monitoraggio delle prestazioni dei prodotti - Identificazione di politiche di manutenzione specifiche
  • 9. IL PROCESSO DI SERVITIZZAZIONE creazione di valore attraverso laggiunta di servizi allofferta di prodotti, allinterno di una consapevole ed esplicita service strategy in cui i servizi sono visti come una componente a valore aggiunto Crescenti pressioni competitive dei mercati Domanda stagnante Ridotte marginalit La letteratura scientifica, ricerche e casi di studio mostrano come lestensione del business dei servizi possa garantire: differenziazione dellofferta LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING vantaggi competitivi difficilmente imitabili nuove fonti di profitto, stabili nel tempo
  • 10. IL CASO ROLLS-ROYCE Strategia: aumentare il valore al cliente attraverso servizi innovativi abilitati dalla tecnologia (Total care) Abilitatori: capacit auto-diagnosi e interconnessione del prodotto Risultati: stabilizzazione del cash-flow, crescita dei profitti Livello strategico I dati sul funzionamento (prestazioni e condizioni) dei motori sono rilevati da sensori e inviati in tempo reale via satellite al centro operativo R-R in cui vengono elaborati con algoritmi avanzati che producono report contenenti segnalazioni poi interpretate dagli ingegneri R-R Introduzione di un business model innovativo: dalla vendita del motore alla vendita delle ore di utilizzo Shift dei rischi operativi verso il produttore (a beneficio di chi utilizza) Livello operativo 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Portafoglio Fatturato Utile lordo LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING Ottimizzazione scheduling intervento Riduzione del MTTR / MTBF Efficacia/efficienza diagnosi
  • 11. UN SECONDO INDIZIO AUGMENTED REALITY l'arricchimento della percezione sensoriale umana mediante informazioni, in genere manipolate e convogliate elettronicamente, che non sarebbero percepibili con i cinque sensi la persona continua a vivere la comune realt fisica, ma usufruisce di informazioni aggiuntive o manipolate della realt stessa Applicazioni industriali: Logistica di magazzino Service LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 12. ALTRE TECNOLOGIE DIROMPENTI Internet of things Additive manufacturing Nanotechnologies Artificial intelligence Augmented reality Energy storage LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING Advanced materials
  • 13. IN GRADO DI INNOVARE IL BUSINESS INNOVAZIONE NELLOUTPUT Cambiare le cose che si fanno, per aggiungere funzionalit prima non esistenti, o conferire loro propriet in precedenza impossibili. a. PRODOTTO Cambiare il modo di costruire valore interagendo differentemente con i clienti. c. MODELLO DI BUSINESS Cambiare il modo attraverso cui si fanno le cose, per farle in modo pi efficiente, efficace, trasparente, collaborativo, b. PROCESSO INNOVAZIONE NELLASSETTO ORGANIZZATIVO LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 14. BACK TO THE FUTURE? 1980 2000 Produzione in serie Alta incidenza del costo del lavoro sul costo totale Necessit di ridurre limpatto di questa voce di costo 2008 2015 Progressiva saturazione del mercato Aumento del costo del lavoro nei paesi in via di sviluppo Aumento del costo di trasporto Servitizzazione Nuove tecnologie disponibili 2020 (??) this will encourage makers to move some of the work back to rich countries, not least because new manufacturing techniques make it cheaper and faster to respond to changing local tastes. st As mass production has migrated to developing Fonte: The Economist, Apriland2012 countries, European 21 US companies are forced to rapidly switch towards low volume production of more LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING innovative, customised and sustainable products with high added value Mellor et al, IJPE, 2013
  • 15. AGENDA DIGITAL REVOLUTION ADDITIVE MANUFACTURING LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING LA NOSTRA RICERCA
  • 16. DI COSA STIAMO PARLANDO Definizione Applicazioni 3D PRINTING PROTOTIPAZIONE RAPIDA FREEFORM FABRICATION ADDITIVE FABRICATION COMPONENTI / PARTI DI RICAMBIO PRODOTTI COMPLESSI PERSONALIZZATI ADDITIVE MANUFACTURING Tecnologia brevettata nel 1980 da Chuck Hull, presidente di 3D Systems, maggiore produttore di questi dispositivi. Processo di unione di materiale per realizzare oggetti partendo da modelli virtuali 3D, solitamente depositando strati di materiale luno sullaltro. Processo opposto ai metodi di produzione sottrattivi. Wohlers Associates Making things with a 3D printer changes the rules of Manufacturing The Economist LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 17. ADDITIVE VS. SUBTRACTIVE MANUFACTURING MANIFATTURA CLASSICA - Qualsiasi tipo di profilo / angolazione / struttura interna realizzabile - Riduzione materiale di scarto - Idea => Modello 3D => prodotto - Profili e angolazioni difficili da realizzare - Pi scarti non riutilizzabili immediatamente - Stadi intermedi di lavorazione e di finitura del prodotto MANIFATTURA DIGITALE LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 18. MODALIT DI STAMPA & MATERIALI Fused Deposition Modeling (FDP) Materiale termoplastico fuso, layer by layer Digital Light Processing (DLP) Polimero liquido indurito attraverso lesposizione a fasci di luce DLP Stampa a getto dinchiostro Polvere (di gesso o resina) tramite un getto di legante Consente stampe a colori ed molto veloce Selective Laser Sintering (SLS) Electron Beam Mealting (EBM) Fusione selettiva di un mezzo stampato granulare (termoplastica, sabbia, vetro, metalli) sintetizzato/fuso tramite laser LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 19. STATO DELLARTE DEL MERCATO *attrezzature con prezzo superiore a 5.000 $. di vendita Installazioni nel mondo Numero di dispositivi professionali* venduti 2011: +5% di vendite rispetto al 2010 Trend palesemente positivo, ma su numeri (ad oggi) limitati - Fonte: Wohlers Report 2012 LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING 40% delle installazioni totali negli USA In Europa si trova il 25% delle applicazioni industriali LItalia tra i paesi europei pi attivi su questo fronte
  • 20. IMPATTO (POTENZIALE) SULLA MANIFATTURA OGGI La quota parte di prodotto finito realizzabile tramite Additive Manufacturing del 24% del totale 2016 La quota parte di componenti realizzabili con stampanti 3D sar del 50% % di componenti di prodotto finito realizzabili con la tecnologia delladditive manufacturing 3D printing could become an increasingly common approach for highly complex, low-volume, highly customizable parts. We estimate that 3D printing LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING in economic impact per year by 2025 could generate $100 to $200 billion McKinsey, 2013 Fonte: Wohlers Report 2012
  • 21. CICLO DI VITA DELLE TECNOLOGIE EMERGENTI Gartner propone un andamento tipico delle aspettative riposte in una certa tecnologia, in funzione del tempo. Tendenzialmente si osservano almeno 3 macro fasi: sovra-entusiasmo, disillusione, realismo. DOVE STA OGGI LADDITIVE MANUFACTURING? Fonte: Gartner Inc.'s 2012 Hype Cycle for Emerging Technologies LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 22. CICLO DI VITA DELLE TECNOLOGIE EMERGENTI Posizionamento delladditive manufacturing LAdditive Manufacturing si trova ora sul picco del ciclo di evoluzione delle tecnologie emergenti Argomento di moda, con ampi spazi sui mass media Le aspettative sono molto rilevanti e potenzialmente dirompenti, ma limpatto sar ridimensionato nei prossimi anni (disillusione) La tecnologia sar matura nel medio-lungo periodo: 5-10 anni Fonte: Gartner Inc.'s 2012 Hype Cycle for Emerging Technologies LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 23. QUALI BENEFICI QUANDO? MATURIT BENEFICI Tra 2-5 anni Tra 5-10 anni Business Model Innovation Additive Manufacturing BPO Location Intelligence Product Cost and Life Cycle Management Supply Chain Management Customer Experience Management Data Science Management Design Thinking E-Discovery Exploiting Sensor Grids Neurobusiness Robostaffing Trasformativi Elevati >10 anni Business Analytics Cloud Business Mass Collaboration M-Commerce Micrometered Revenue Models Risk Management/GRC Traceability and Provenance Innovation Management Business Process Management Managementless Organization Sustainability Management Talent Science Augmented-Human Staffing Mass Customization Moderati Matrice delle Priorit delle Tecnologie Emergenti, adattato da Gartner's 2012 Hype Cycle for Emerging Technologies LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 24. ATTUALI LIMITI DELLA TECNOLOGIA DIMENSIONE & VELOCIT DI STAMPA Limite dimensionale dei pezzi da realizzare in funzione della dimensione della stampante (e della velocit di stampa) COSTO Elevato costo dei materiali e delle stampanti MIX DI MATERIALI Limitate possibilit di utilizzare differenti materiali nello stesso processo di stampaggio STABILIT & FINITURA Mancata adesione del materiale negli strati inferiori (instabilit) e ridotta finitura superficiale People often overestimate what will happen in the next two years and underestimate what will happen in ten LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING Bill Gates
  • 25. IN OGNI CASO ATTENZIONE! I forni a microonde saranno il futuro della cucina. Sostituiranno del tutto i sistemi di cottura tradizionali. Le stampanti 3D arriveranno nel 2020 a realizzare pi dell80% di tutti i componenti dei prodotti in commercio. Ad oggi i forni a microonde non hanno avuto limpatto rivoluzionario atteso nel 1950. Non sono uno strumento sostitutivo dei sistemi di cottura, bens sono complementari. LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 26. AGENDA DIGITAL REVOLUTION ADDITIVE MANUFACTURING LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING LA NOSTRA RICERCA
  • 27. PERCH QUESTA RICERCA A new digital revolution is coming, this time in fabrication. Neil Gershenfeld INDIZI A SUPPORTO DELLA RIVOLUZIONE IN ESSERE Diversi autori sostengono che sia in corso la terza rivoluzione industriale: The Economist ha pubblicato un intero numero su questo tema Un numero sempre maggiore di applicazioni industriali di nuove tecnologie digitali a supporto dei processi now what is being programmed is the physical world rather than the virtual one... Neil Gershenfeld MANCANZA DI EVIDENZE SCIENTIFICHE La letteratura non offre (ad oggi) filoni di ricerca volti ad approfondire questo argomento Pochi contributi affrontano il tema dellimpatto delle nuove tecnologie (digitali) sui processi aziendali, al pi solo dal punto di vista tecnologico, tecnologia per tecnologia As manufacturing goes digital is out of all recognition... Paul Markillie LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 28. A QUALI DOMANDE VOGLIAMO RISPONDERE FACT FINDING 1. Quali conoscenze hanno di questi temi le imprese manifatturiere e provider IT? THEORY BUILDING 1. Quali sono le trasformazioni economiche e sociali che possono derivare dalluso di queste tecnologie? 2. Quante e quali di esse si stanno muovendo, e come? 3. Quali sono i fattori abilitanti e quali quelli inibenti? 4. Che ricadute si possono osservare sui first movers, e quali svantaggi potr subire chi resta indietro? 2. La manifattura digitale permetter di riportare la produzione nei paesi sviluppati? 3. Quali scenari di crescita sono ipotizzabili nel medio-lungo periodo? LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 29. A CHI CI VOGLIAMO RIVOLGERE Manifatturiere... di mediograndi dimensioni che producono (anche) in Italia Campione di interesse LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 30. QUESTIONARIO ON LINE Informazioni anagrafiche Informazioni sullazienda Informazioni sul referente aziendale della ricerca x ogni tecnologia Informazioni sul rispondente della singola sezione tecnologica Interesse dellazienda verso la tecnologia in esame Interesse verso Aspettative verso la tecnologia e fattori inibenti tecnologia Progetti in corso / svolti Descrizione progetti pianificati/in corso/svolti Aree impattate e coinvolte Principali risultati ottenuti rispetto alle aspettative Investimento sostenuto LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING
  • 31. GRAZIE PER LATTENZIONE! Ing. Andrea Bacchetti Universit di Brescia Via Branze, 38 25123 Brescia (030) 6595.213 [email protected] LA TERZA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE: IL DIGITAL MANUFACTURING